鋼結(jié)構(gòu)加固方法有哪幾種？

鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有：減輕荷載、改變結(jié)構(gòu)計算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。當(dāng)有成熟經(jīng)驗時，亦可采用其它加固方法。

一、改變結(jié)構(gòu)計算圖形

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的加固方法是指采用改變荷載分布狀況、傳力途徑、節(jié)點性質(zhì)和邊界條件，增設(shè)附加桿件和支撐、施加預(yù)應(yīng)力、考慮空間協(xié)同工作等措施對結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法；

改變結(jié)構(gòu)計算圖形的一般加固方法：

（1）對結(jié)構(gòu)可采用下列增加結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度的方法進(jìn)行加固：

A、增加支撐形成空間結(jié)構(gòu)并按空間結(jié)構(gòu)驗算；

B、加設(shè)支撐增加結(jié)構(gòu)剛度，或者調(diào)整結(jié)構(gòu)的自振頻率等以提高結(jié)構(gòu)承載力和改善結(jié)構(gòu)動力特性；

C、增設(shè)支撐或輔助桿件使結(jié)構(gòu)的長細(xì)比減少以提高其穩(wěn)定性；

D、在排架結(jié)構(gòu)中重1點加強(qiáng)某一列柱的剛度，使之承受大部分水平力，以減輕其它柱列負(fù)荷；

E、在塔架等結(jié)構(gòu)中設(shè)置拉桿或適度張緊的拉索以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。

（2）對受彎桿件可采用下列改變其截面內(nèi)力的方法進(jìn)行加固：

A、改變荷載的分布，例如將一個集中荷載轉(zhuǎn)化為多個集中荷載；

B、改變端部支承情況，例如變鉸接為剛結(jié)；

C、增加中間支座或?qū)⒑喼ЫY(jié)構(gòu)端部連接成為連續(xù)結(jié)構(gòu)；

D、調(diào)整連續(xù)結(jié)構(gòu)的支座位置；

E、將結(jié)構(gòu)變?yōu)閾螚U式結(jié)構(gòu)；

F、施加預(yù)應(yīng)力。

（3）對桁架可采取下列改變其桿件內(nèi)力的方法進(jìn)行加固：

A、增設(shè)撐桿變桁架為撐桿式結(jié)構(gòu)；

B、加設(shè)預(yù)應(yīng)力拉桿。

二、加大構(gòu)件截面的加固

采用加大截面加固鋼構(gòu)件時，所選截面形式應(yīng)有利于加固技術(shù)要求并考慮已有缺陷和損傷的狀況。

三、連接的加固與加固件的連接

鋼結(jié)構(gòu)連接方法，即焊縫、鉚釘、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)需要加固的原因、目的、受力狀況、構(gòu)造及施工條件，并考慮結(jié)構(gòu)原有的連接方法確定。

鋼結(jié)構(gòu)加固一般宜采用焊縫連接、摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，有依據(jù)時亦可采用焊縫和摩擦型高強(qiáng)度螺栓的混合連接。當(dāng)采用焊縫連接時，應(yīng)采用經(jīng)評定認(rèn)可的焊接工藝及連接材料。

四、裂紋的修復(fù)與加固

結(jié)構(gòu)因荷載反復(fù)作用及材料選擇、構(gòu)造、制造、施工安裝不當(dāng)?shù)犬a(chǎn)生具有擴(kuò)展性或脆斷傾向性裂紋損傷時，應(yīng)設(shè)法修復(fù)。在修復(fù)前，必須分析產(chǎn)生裂紋的原因及其影響的嚴(yán)重性，有針對性地采取改善結(jié)構(gòu)實際工作或進(jìn)行加固的措施，對不宜采用修復(fù)加固的構(gòu)件，應(yīng)予拆除更換。纖維復(fù)合材料加固法引入我國時間還較短，但已顯著地顯現(xiàn)出其優(yōu)勢，成為科研院所、大專院校研究的熱點，并得到了廣泛的實際應(yīng)用。

浙江鼎固建筑技術(shù)有限公司主要從事各類建筑物的改造加固以及各種建筑物的糾偏和平移工程。

鋼結(jié)構(gòu)加固的原則

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件加固是一項復(fù)雜的工作，考慮因素很多，加固方法應(yīng)從施工方便、不影響生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)合理、效果好等方面來選擇。一般原則如下：

（1）結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠性鑒定不滿足要求時，必須進(jìn)行加固處理。加固的范圍和內(nèi)容應(yīng)根據(jù)鑒定結(jié)論和加固后的使用要求，由設(shè)計單位與業(yè)主協(xié)商確定。加固設(shè)計的內(nèi)容和范圍，可以是結(jié)構(gòu)整體，亦可以是指1定的區(qū)段、特定的構(gòu)件或部位。

（2）加固后的鋼結(jié)構(gòu)的安全等級應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)破1壞后果的嚴(yán)重程度、結(jié)構(gòu)的重要性和下一個使用期的具體要求，由委托方和設(shè)計者按實際情況商定。

（3）結(jié)構(gòu)加固時盡可能做到不停產(chǎn)或少停產(chǎn)，因停產(chǎn)的損失往往是加固費用的幾倍或幾十倍。能否在負(fù)荷下不停產(chǎn)加固，取決于結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，一般構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力小于鋼材設(shè)計強(qiáng)度的80%以下，且構(gòu)件損壞、變形等不太嚴(yán)重時，可采用負(fù)荷不停產(chǎn)加固方法。

在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行焊接加固是非常危險的，承受靜力荷載和間接承受動力荷載的構(gòu)件在實際荷載產(chǎn)生的原有桿件應(yīng)力1好在鋼材設(shè)計強(qiáng)度的60%下，極限不得超過承受動力荷載的構(gòu)件不得超過40% ，否則采取相應(yīng)措施才能施焊；加大構(gòu)件截面加固法涉及面廣泛，施工也較為簡單，在滿足一定條件下，可以在負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行施工處理。加大角焊縫厚度時，加固方法及程序原有焊縫在扣除焊接熱影響區(qū)長度后的承載能力，應(yīng)不小于外荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。

《鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》對負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行加固做了如下明確規(guī)定：焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時，原有構(gòu)件或連接的實際名義應(yīng)力值應(yīng)小于0.55fy，且不得考慮加固構(gòu)件的塑性變形發(fā)展；非焊接鋼結(jié)構(gòu)加固時，其實際名義應(yīng)力值應(yīng)小于0.7fy，對于直接承受動力荷載的一般結(jié)構(gòu)1大名義應(yīng)力不得超過0.4fy。經(jīng)鑒定需要加固的鋼結(jié)構(gòu)，根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和全1面加固。

（4）鋼結(jié)構(gòu)加固設(shè)計應(yīng)與實際施工方法緊密結(jié)合，并應(yīng)采取有效措施，保證新增截面、構(gòu)件和部件與原結(jié)構(gòu)連接可靠，使其形成整體共同工作。雖然體外預(yù)應(yīng)力加固鋼梁的方法具有可操作性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等優(yōu)點，但現(xiàn)階段這方面的研究經(jīng)驗及工程實踐較少，其明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益還有待進(jìn)一步研究。在加固施工時，應(yīng)避免對未加固的部分或構(gòu)件造成不利的影響，并充分考慮現(xiàn)場條件對施工方法、加固效果和施工工期的影響，應(yīng)采取減少構(gòu)件在加固過程中產(chǎn)生附加變形的加固措施和施工方法。

（5）對于高溫、腐蝕、冷脆、振動、地基不均勻沉降等原因造成的結(jié)構(gòu)損壞，應(yīng)提出其相應(yīng)的處理對策后再進(jìn)行加固。

（6）對于加固時可能出現(xiàn)傾斜、失穩(wěn)或倒塌等不安全因素的鋼結(jié)構(gòu)，在加固施工前，應(yīng)采取相應(yīng)的臨時安全措施，以防止事故的發(fā)生。

現(xiàn)如今鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷發(fā)展，越來越多的鋼結(jié)構(gòu)大樓進(jìn)入我們的生活，但是由于生產(chǎn)、制造、施工、使用環(huán)境等因素的影響，在鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中不可避免的存在著各種各樣的缺陷和損傷，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。（5）其它包括設(shè)計、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)加固方法是將鋼板焊接、螺栓連接或在損傷部位粘貼鋼板等方法。但是，這些方法或多或少都存在較多缺陷：

焊接加固缺陷：焊接是一個局部的迅速加熱和冷卻過程，焊接區(qū)由于受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮，冷卻后在焊件中便產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形。將屋架與柱鉸接改為剛接，減小了柱計算彎矩，柱子截面就可不加固了，但對屋架桿件必須驗算。雖然說現(xiàn)代焊接技術(shù)已經(jīng)能做到內(nèi)外無缺陷焊接，但是如果焊縫一旦失穩(wěn)擴(kuò)展，就有可能使焊接部位徹底斷裂，引發(fā)事故。

粘鋼加固：采用結(jié)構(gòu)膠將鋼板粘貼在需要加固的部位，依靠結(jié)構(gòu)膠將其粘結(jié)在一起共同受力，提高結(jié)構(gòu)的承載力。

螺栓連接加固：其需要在損傷部位附近開孔，削弱了截面，使之形成新的應(yīng)力集中區(qū)，使原螺栓出現(xiàn)松動現(xiàn)象，降低了結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的效果。

以上幾種鋼結(jié)構(gòu)加固方法除了以上幾個缺陷，還有一個共同的缺陷：加固所選材料基本都為鋼材，在進(jìn)行加固處理時會給結(jié)構(gòu)帶來過多的結(jié)構(gòu)自重，且鋼板不易裁剪成加固所需的形狀，安裝運輸?shù)容^為困難，在加固完工之后，需對鋼材進(jìn)行防銹處理，以免鋼材生銹對結(jié)構(gòu)膠產(chǎn)生不必要的影響，且維護(hù)工作量大費用較高。梁、板在跨中增設(shè)支點后，減小了跨度，從而能較大幅度地提高承載能力，并能減小和限制梁、板的撓曲變形。

然而碳纖維材料作為一種新型加固材料，碳纖維材料彈性模量與鋼材相近、但強(qiáng)度是鋼筋的5倍，同時具有質(zhì)輕易于成型、抗腐蝕性和耐久性好、抗1疲勞性能好、施工方便等優(yōu)點，且碳纖維材料擁有的這些優(yōu)點都能完1美的解決以上幾種方法所存在的缺陷，因此在鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)加固中也將會得到廣泛應(yīng)用。3、粘結(jié)外包型鋼加固法在被加固構(gòu)件的外邊包上型鋼或者鋼板就是我們所說的外包鋼加固法。

建筑工程中的鋼結(jié)構(gòu)不可避免地存在各種缺陷和損傷。在荷載和環(huán)境等因素的作用下，材料發(fā)生變化，引起宏觀力學(xué)性能的劣化，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程事故。（2）改變計算簡圖：增設(shè)附加支承，調(diào)整荷載分布情況，降低內(nèi)力水平，對超靜定結(jié)構(gòu)支座進(jìn)行強(qiáng)迫位移，降低應(yīng)力峰值。為確保結(jié)構(gòu)安全工作，延長使用壽命就必須對損傷構(gòu)件進(jìn)行更換或加固，更換這些構(gòu)件將造成極大的浪費，而且會影響結(jié)構(gòu)的正常使用。同時，結(jié)構(gòu)損傷具有局部性和多發(fā)性特點，這些結(jié)構(gòu)不可能在出現(xiàn)損傷時就立即退役。因此，尋求經(jīng)濟(jì)的鋼結(jié)構(gòu)加固技術(shù)既是土木工程領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題，又是一個關(guān)系到社會可持續(xù)發(fā)展的問題。